Обычно, чтобы охарактеризовать квантовое состояние света, требуется провести десятки сложных измерений — это похоже на попытку открыть замок, перебирая все ключи в связке. Новая модель искусственного интеллекта действует иначе: представьте универсальный ключ, который после лёгкой подгонки отпирает множество «замков» — от простых до самых хитроумных квантовых состояний. Для этого ей нужна лишь грубая оценка интенсивности света — метод фотометрии — вместо трудоёмкой спектроскопии, которая требует детального анализа спектра.

Модель предсказывает, насколько состояние близко к идеальному, и обладает ли оно необычными квантовыми свойствами — например, отрицательностью функции Вигнера (это математическая конструкция, описывающая квантовое состояние в фазовом пространстве; её отрицательные значения указывают на сугубо квантовые эффекты, без которых невозможна, в частности, телепортация данных). Особенно впечатляет, что модель справляется даже с так называемыми шрёдингеровскими котами — состояниями, где свет колеблется сразу в двух противоположных фазах, подобно знаменитому мысленному эксперименту с котом, который одновременно жив и мёртв. Кроме того, она работает с многолучевыми сжатыми состояниями: каждый луч здесь — словно нота в оркестре, звучащая тише шёпота, но вместе они дают удивительно чистый тон (аналогия упрощает: на самом деле сжатие относится к перераспределению квантовых флуктуаций).

Такой «универсальный ключ» резко упрощает проверку: для самого большого оптического квантового компьютера с сотней лучей без модели потребовались бы годы измерений — теперь достаточно минут. Это открывает путь к ускоренному созданию квантовых сетей, передающих фотоны со скоростью света, и сверхточных сенсоров.